Naukowcy z dziedziny żywienia z Uniwersytetu Illinois w Urbana-Champaign zidentyfikowali optymalne warunki fermentacji nasion roślin strączkowych (czyli jadalnych, suszonych nasion roślin strączkowych), które znacząco zwiększają ich właściwości przeciwutleniające i przeciwcukrzycowe, a także zawartość białek rozpuszczalnych.
W badaniu wykorzystano bakterie Lactiplantibacillus plantarum 299v (Lp299v) jako mikroorganizm fermentacyjny, a fermentacji poddano mąki uzyskane z czarnej fasoli, fasoli czarne oczko, grochu łuskanego zielonego, soczewicy czerwonej i fasoli pinto. Pomimo różnic pomiędzy próbkami, ogólnie zaobserwowano wzrost aktywności antyoksydacyjnej do 83% oraz zdolność do regulacji markerów cukrzycy typu 2 do 70%. Zwiększyła się także ilość białka rozpuszczalnego.
— Największą poprawę aktywności antyoksydacyjnej i rozpuszczalności białek zaobserwowano w przypadku soczewicy czerwonej i grochu łuskanego zielonego — powiedziała prof. Elvira Gonzalez de Mejia, współautorka publikacji. — Te rośliny wykazywały również największy wpływ na aktywność dwóch enzymów odpowiedzialnych za metabolizm insuliny.
Lp299v to szczep probiotyczny, który „zawiera mikroorganizmy wspomagające zdrowie jelit” — dodała Andrea Jimena Valdés-Alvarado, doktorantka i pierwsza autorka publikacji. — Po fermentacji pozostaje aktywny w przewodzie pokarmowym. Nie tylko konserwuje produkt, ale także wytwarza peptydy i aminokwasy łatwiej przyswajalne niż nienaruszone białka z roślin strączkowych.
Według badania szczep Lp299v zmniejsza stan zapalny, wzmacnia odporność i poprawia wchłanianie żelaza. Współautorem pracy był również dr Erick Damián Castañeda-Reyes.
Część wyników zaprezentowano podczas kwietniowej konferencji American Chemical Society w San Diego. Ostateczne rezultaty zostaną przedstawione w lipcu na corocznej konferencji Institute of Food Technologists w Chicago.
Wyniki opublikowano w czasopiśmie „Antioxidants”. Naukowcy podkreślają pilną potrzebę badań nad właściwościami odżywczymi diet roślinnych i ich potencjałem w profilaktyce chorób przewlekłych, w tym chorób sercowo-naczyniowych i cukrzycy typu 2.
— Do 70% zapotrzebowania na białko w skali globalnej pokrywane jest przez żywność roślinną — zaznaczyła de Mejia. — Rośliny strączkowe, zboża i ich przetwory stają się coraz ważniejszą alternatywą dla białek zwierzęcych. Amerykańskie wytyczne żywieniowe USDA na lata 2020–2025 zalecają spożywanie fasoli, grochu, ciecierzycy i soczewicy w ramach zdrowej diety.
Dostarczenia surowców do badania podjął się chemik USDA, Dave Luthria. Badacze wykorzystali oprogramowanie statystyczne do wyznaczenia optymalnych warunków fermentacji w celu maksymalizacji potencjału antyoksydacyjnego każdej z roślin.
Warunki fermentacji obejmowały czas inkubacji, stężenie mąki i rodzaj użytych bakterii. — Każdy końcowy produkt był inny — powiedziała Valdés-Alvarado. — Zmiana jednego parametru całkowicie zmienia wynik fermentacji.
Mąki z nasion rozpuszczano w wodzie destylowanej i dodawano enzym trzustkowy α-amylazę, który rozkłada skrobię i dostarcza łatwo dostępnych węglowodanów dla bakterii.
W celu optymalizacji, zawiesiny mąki pasteryzowano, by zredukować naturalną mikroflorę, i rozcieńczano do stężeń 3% i 9%. Do grup eksperymentalnych dodano Lp299v, a następnie fermentowano je przez 8, 16 lub 24 godziny.
Po inkubacji wyodrębniono związki rozpuszczalne i poddano je analizie. Efektywność zmiatania wolnych rodników (ważna m.in. dla krążenia i kontroli stanu zapalnego) wzrosła od 57% do 83%. Najniższą aktywność zaobserwowano dla soczewicy czerwonej, fasoli czarne oczko i fasoli pinto, a najwyższą dla czarnej fasoli i grochu łuskanego.
Zwiększyło się również stężenie fenoli i bioaktywnych peptydów. Czas fermentacji miał istotny wpływ na skład fenolowy soczewicy i różnie wpływał na jej aktywność antyoksydacyjną — w zależności od zastosowanego testu mogła ona rosnąć, maleć lub pozostawać bez zmian.
W przypadku soczewicy czerwonej i grochu łuskanego ilość białka rozpuszczalnego istotnie wzrosła, natomiast w czarnej fasoli i fasoli pinto znacząco spadła.
Zespół badał także wpływ fermentacji na wychwyt glukozy przez komórki i aktywność enzymów regulujących poziom cukru we krwi. Fermentacja obniżyła aktywność dipeptydylopeptydazy IV (inaktywującej hormony kontrolujące glikemię) o 40–70% oraz α-glukozydazy (trawiącej węglowodany złożone) o 30–60%.
— Otrzymane wyniki są obiecujące i mogą stanowić podstawę dla dalszych prac nad fermentacją i strategią poprawy właściwości zdrowotnych żywności — podsumowała de Mejia. — Rośliny strączkowe zawierają 18–25% wysokiej jakości białka, które można stosować samodzielnie lub jako składnik produktów żywnościowych. Trzeba opracować odpowiednie warunki ich przetwarzania i zachęcić przemysł spożywczy do wykorzystania ich np. w napojach mlecznych lub zamiennikach mięsa.
W jej ocenie kluczowe jest również uwzględnienie aspektów zrównoważonego rozwoju diet roślinnych w kontekście globalnych problemów, takich jak brak bezpieczeństwa żywnościowego, niedobory zasobów naturalnych i zmiany klimatyczne. Badane rośliny mogą w przyszłości stać się ważnymi uprawami dla rolników z Illinois i całego przemysłu spożywczego.
Projekt finansowany był przez USDA w ramach programu Pulse Crop Health Initiative.
Źródło: Antioxidants
